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第一篇 金属的液态成型 1

1 金属液态成型工艺基础 1

1．1 液态金属的工艺性能 1

1．1．1 合金的流动性 1

1．1．2 合金的收缩 2

1．1．3 合金的吸气性 7

1．2 合金的工艺性能与铸件质量的关系 7

1．2．1 合金的流动性与铸件质量关系 7

1．2．2 合金的收缩性与铸件质量关系 7

1．2．3 合金的吸气与铸件质量关系 8

复习题 8

2 常用合金铸件的生产 9

2．1 铸件的生产 9

2．1．1 灰铸铁 9

2．1．2 球墨铸铁 11

2．1．3 蠕墨铸铁 12

2．1．4 可锻铸铁 13

2．2 铸钢件的生产 14

2．2．1 铸造碳钢的牌号 14

2．2．2 铸钢的熔炼 14

2．2．3 铸钢件的铸造工艺特点 15

2．3 有色合金铸件的生产 15

2．3．1 铝合金铸件的生产 15

2．3．2 铜合金铸件的生产 16

复习题 17

3 液态金属的成型方法 18

3．1 重力作用下的液态成型方法 18

3．1．1 砂型铸造 18

3．1．2 金属型铸造 23

3．1．3 壳型铸造 24

3．1．4 熔模铸造 25

3．2．1 压力铸造 26

3．2 外力作用下的液态成形方法 26

3．2．2 离心铸造 27

3．2．3 挤压铸造 28

3．3 金属液压成型方法的合理选用 29

复习题 30

4 液态成型金属件的工艺设计 31

4．1 铸件结构的工艺性 31

4．1．1 铸造工艺对铸件结构的要求 31

4．1．2 铸造合金对铸件结构的要求 33

4．1．3 铸造方法对铸件结构的要求 35

4．2 铸造工艺方案的确定 36

4．2．1 铸件浇注位置的选择 36

4．2．2 分型面的选择 38

4．2．3 砂芯设计 39

4．3 铸造工艺参数的确定 42

4．3．1 铸件尺寸公差 42

4．3．4 起模斜度 43

4．3．2 铸造收缩率 43

4．3．3 机械加工余量 43

4．3．5 最小铸出孔及槽 44

4．4 浇冒口系统设计 44

4．4．1 浇注系统的组成及其作用 44

4．4．2 浇注系统的类型及应用 46

4．4．3 冒口及冷铁的应用 48

4．5 液态成型工艺设计实例 50

4．5．1 铸造工艺符号的表示方法 50

4．5．2 铸造工艺设计实例 52

复习题 55

5 液态成型技术的新进展 58

5．1 快速成型技术及应用 58

5．1．1 快速成型的原理及特点 58

5．1．2 快速成型技术的基本工艺方法 58

5．1．3 快速成型技术在铸造上的应用 60

5．2．1 快速凝固的特点及其对合金性能的影响 61

5．2 快速凝固技术（Rapid Solidificating Technology） 61

5．2．2 快速凝固工艺 62

5．3 消失模铸造 63

5．3．1 消失模铸造的特点及应用 63

5．3．2 消失模铸造的主要工艺过程 63

5．4 计算机在铸造中的应用 65

5．4．1 计算机在铸造测试和控制中的应用 65

5．4．2 铸造工艺CAD及CAM的应用 66

复习题 67

第二篇 金属的塑性成型 68

6 金属塑性成型的工艺理论基础 68

6．1 金属塑性变形实质 68

6．1．1 塑性变形的物理基础 68

6．1．2 塑性变形的力学基础 69

6．2 塑性变形后的金属组织和性能 70

6．2．1 冷塑性变形对金属的组织和性能的影响 70

6．3．2 锻造比 71

6．3．1 纤维组织 71

6．2．2 热塑性变形对金属的组织和性能的影响 71

6．3 纤维组织和锻造比 71

6．4 金属的可锻性 72

6．4．1 化学成分和组织结构的影响 72

6．4．2 加工条件的影响 72

复习题 73

7 金属塑性成型方法 74

7．1 锻造 76

7．1．1 自由锻造 76

7．1．2 模型锻造 79

7．1．3 胎模锻造 82

7．2 冲压 84

7．2．1 板料冲压的基本工序 85

7．2．2 冲床及冲模 88

7．2．3 板料冲压件结构工艺性 90

7．3．1 挤压 92

7．3 其他塑性成型方法 92

7．3．2 轧制 93

7．3．3 超塑性成型 93

7．3．4 摆动辗压 95

复习题 95

8 塑性成型件的工艺设计 97

8．1 自由锻件工艺设计 97

8．2 模锻件工艺设计 99

8．2．1 制订模锻件图 99

8．2．2 确定模锻工步 101

8．2．3 修整工序 102

8．3 板料冲压件工艺设计 102

8．3．1 冲压件的工艺性分析 103

8．3．2 确定冲压件的工艺过程 103

8．3．3 合理选择冲压设备 104

8．3．4 制订冲压工艺卡 104

8．4．1 典型锻件自由锻工艺设计 106

8．4 锻件工艺设计实例 106

8．4．2 典型锻件的模锻工艺设计 108

复习题 108

9 塑性成型技术新发展 110

9．1 高速高能成型 110

9．1．1 爆炸成型 110

9．1．2 电水成型 110

9．2．1 精密锻造 111

9．2 少、无切削成型 111

9．1．3 电磁成型 111

9．2．2 精密冲裁 112

9．3 液态模锻 114

9．3．1 液态模锻的特点与适应性 114

9．3．2 液态模锻对模具与设备的要求 115

9．4 粉末锻造 116

9．4．1 粉末锻造工艺过程及应用 116

9．4．2 预成型坯的设计与成型 117

9．4．3 预成型坯的锻造 118

9．5．1 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM） 120

9．5．2 计算机辅助工程（CAE） 120

9．5．3 计算机辅助工艺过程设计（CAPP） 120

9．5 计算机在塑性成型技术中应用 120

复习题 121

第三篇 金属的连接成型 122

10 金属连接（焊接）成型的工艺基础 122

10．1 焊接成型的原理及特点 122

10．2 熔焊工艺基础 123

10．2．1 焊接电弧 123

10．2．2 焊接冶金过程 123

10．2．3 电焊条 125

10．2．4 焊接接头组织与性能 126

10．3 焊接应力和焊接变形 127

10．3．1 焊接应力与变形产生的原因 127

10．3．4 焊接变形的防止和消除 128

10．3．2 焊接变形与应力的危害 128

10．3．3 焊接应力的防止 128

复习题 129

11 金属连接成型方法 131

11．1 熔化焊方法及工艺 131

11．1．1 埋弧自动焊 131

11．1．2 气体保护焊 132

11．1．3 等离子弧焊接 133

11．1．4 电渣焊 134

11．1．5 电子束焊和激光焊 134

11．1．6 堆焊和喷涂 135

11．2 压力焊 136

11．2．1 电阻焊 136

11．2．2 摩擦焊 138

11．2．3 冷压焊 138

11．3．1 钎焊实质 139

11．3 钎焊 139

11．2．4 扩散焊 139

11．3．2 钎料、钎剂、钎焊加热方法 140

11．4 常用材料连接成型方法 140

11．4．1 金属和合金的焊接性 140

11．4．2 碳素钢和低合金结构钢的焊接 141

复习题 144

12 连接成型件的工艺设计 146

12．1 连接成型件材料的选择 146

12．2 连接成型方法的选择 146

12．3 连接成型件的形状与接头形式的选择 147

12．3．1 连接成型件形状的选择 147

12．3．2 接头形式的选择与设计 147

12．4 连接成型件焊缝布置的原则 148

12．5 连接成型件缺陷检验 150

12．5．1 焊缝中常见缺陷及其对接头性能的影响 150

12．5．2 焊接检验方法 151

12．6 连接成型件工艺设计举例 152

复习题 154

13 计算机技术在连接成型中的应用 157

13．1 焊接过程的参数采集与控制 157

13．1．1 焊接参数的监测系统 157

13．1．2 焊接瞬态过程的计算机测试系统 157

13．1．3 焊接过程的控制 157

13．2 计算机图像处理技术在焊接中的应用 158

13．2．1 X光底片上焊缝缺陷的识别 158

13．2．2 识别电弧及焊缝熔池的形态与位置 159

13．3 计算机软件技术在焊接中的应用 159

13．3．1 计算机模拟技术 160

13．3．2 数据库技术在焊接中的应用 160

13．4 焊接机器人 160

复习题 162

14．1．2 塑料的分类 164

14．1 工程塑料成型工艺 164

14．1．1 塑料的组成 164

第四篇 非金属材料的成型 164

14 高分子材料的成型工艺 164

14．1．3 塑料成型过程中的物理化学行为 165

14．1．4 塑料制品的成型方法 166

14．1．5 常用工程塑料的性能和用途 167

14．2 橡胶制品的成型工艺 168

14．2．1 橡胶的特性和应用 168

14．2．2 橡胶加工的基础知识 169

14．2．3 橡胶的组成 169

14．2．4 橡胶制品的成型工艺 170

14．2．5 常用橡胶分类 171

14．3 胶粘剂及胶接工艺 171

14．3．1 胶粘剂的组成 171

14．3．3 胶粘剂的胶接机理 172

14．3．4 胶接工艺 172

14．3．2 胶粘剂的分类 172

复习题 173

15 陶瓷材料及粉沫冶金制品成型工艺 174

15．1 陶瓷材料 174

15．1．1 陶瓷的分类 174

15．1．2 特种陶瓷粉体的制备方法 174

15．1．3 特种陶瓷的成型方法 174

15．1．6 陶瓷材料的性能特点 175

15．1．5 陶瓷材料的制作工艺及组织结构 175

15．1．4 特种陶瓷的烧结 175

15．2 硬质合金与粉末冶金 176

15．2．1 粉末冶金工艺简介 176

15．2．2 粉末冶金的应用 176

15．2．3 硬质合金 176

复习题 177

16．1．3 复合材料的界面设计原则 178

16．1．1 复合材料强化原理 178

16．1．2 复合材料的种类 178

16 复合材料及成型工艺 178

16．1 复合材料强化原理、种类及界面设计原则 178

16．2 复合材料成型工艺 179

16．2．1 聚合物基复合材料成型工艺 179

16．2．2 金属基复合材料成型工艺 180

16．2．3 陶瓷基复合材料成型工艺 183

16．2．4 碳/碳基复合材料成型工艺 183

复习题 184

17．1．1 零件毛坯类型 185

17．1．2 常用零件毛坯制造方法的比较 185

第五篇 材料成型工艺的选择及检验 185

17．1 零件毛坯类型及其制造方法比较 185

17 机械零件材料和毛坯的选择 185

17．2 选择毛坯类型的原则和依据 186

17．2．1 零件的使用性能及质量要求 186

17．2．2 材料的工艺性能 187

17．2．3 选材的经济性 187

17．3 常用零件毛坯成型方法的选用 188

17．2．4 生产条件 188

17．3．1 轴杆类零件 189

17．3．2 饼块及盘套类零件 189

17．3．3 机架、箱体类零件 190

17．4 毛坯选择应用举例 191

17．4．1 同一零件毛坯的选择 191

17．4．2 毛坯选择举例 192

复习题 193

18 毛坯的质量检验 194

18．1 毛坯的无损检验 194

18．1．1 毛坯主要的常见缺陷 194

18．1．2 常用的毛坯无损检验方法 194

18．2 计算机在毛坯质检中的应用 195

18．2．1 毛坯加工过程中使用计算机检测 195

18．2．2 自动检测和试验中使用计算机 195

复习题 195

主要参考文献 196